KR100772242B1

KR100772242B1 - 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조

Info

Publication number: KR100772242B1
Application number: KR1020010026449A
Authority: KR
Inventors: 윤영섭; 안휴남
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20020087620A

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조에 관한 것으로서, 피스톤의 크기 및 중량을 줄일 수 있고, 이에 따라, 압축기의 전체 외경을 작게할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조는, 피스톤 헤드부와, 상기 피스톤 헤드부의 배면에 형성되는 내측 플랜지, 이 내측 플랜지의 상단으로부터 피스톤 헤드부의 축방향으로 연장되는 웨브부 및 내측 플랜지와 대향하도록 웨브부의 끝단으로부터 아래로 굴곡되는 외측 플랜지로 구성된 브릿지부를 구비한 피스톤의 회전을 제한하기 위한 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 방지구조로서, 피스톤 헤드부, 실린더 보어 및 전방 하우징은 그 단면이 진원형을 유지하는 한편, 전방 하우징은 실린더 보어의 내경보다 작게 형성되며, 그리고, 전방 하우징과 대응되는 피스톤 브릿지부의 웨브부는 피스톤 헤드부를 벗어나지 않는 범위에서 전방 하우징의 내면과 대략 유사한 곡률로 이루어져 피스톤 헤드부와 단차지게 형성된다. 따라서, 피스톤의 직선왕복운동시 피스톤 브릿지부의 웨브부의 상면이 전방 하우징의 내면에 접촉되어 피스톤의 회전이 방지됨에 따라 피스톤의 중량 및 크기를 줄일 수 있어 피스톤의 제조원가를 낮출 수 있다.

사판, 압축기, 피스톤, 접촉면, 실린더

Description

가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조{ANTI-ROTATING PISTON FOR CAPACITY WOBBLE PLATE COMPRESSOR}

도 1은 일반적인 가변용량형 사판식 압축기의 구조를 개략적으로 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤이 실린더 보어에 장착된 상태를 나타낸 요부 단면도.

도 3은 종래 기술에 따른 피스톤이 실린더 보어에 장착된 상태의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤이 장착된 가변용량형 사판식 압축기의 개략적인 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤이 실린더 보어에 장착된 상태를 나타낸 요부 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤이 실린더 보어에 장착된 상태의 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조의 실시예 2를 나타낸 실린더의 일부 절결 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조의 실시예 3을 나타낸 실린더의 일부 절결 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조의 실시예4를 도시한 실린더의 일부 절결 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 전방 하우징 21 : 홈

40 : 실린더 블록 41 : 실린더 보어

50 : 피스톤 51 : 피스톤 헤드부

52 : 웨브부 52a : 돌기

53 : 외측 플랜지 54 : 내측 플랜지

55 : 사판 삽입공간 56 : 피스톤 브릿지부

57 : 돌출부

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤의 크기 및 중량을 줄일 수 있고, 이에 따라 압축기의 전체 외경을 감소할 수 있는 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 가변용량형 사판식 압축기를 도시한 개략도로, 가변용량형 사판식 압축기(1)는, 압축기 하우징(2)의 내부에 구동축(3)이 회전가능하게 지지되 고, 하우징(2)의 일측에 결합되는 실린더블록(4)에는 피스톤(5)이 직선 왕복운동 가능하게 삽입되는 다수의 실린더 보어(4a)가 형성된다.

이 피스톤(5)은 실린더 보어(4a) 내에서 전후진함으로써 실질적으로 냉매를 흡입 및 압축하는 피스톤 헤드부(6)와, 상기 피스톤 헤드부(6)의 상단부에 후측으로 연장되어 아래로 굴곡됨으로써 웨브부(7a) 및 외측플랜지(7b)를 가짐과 아울러, 피스톤 헤드부(6) 배면에 상기 외측플랜지(7b)와 대응하는 내측플랜지(7c)를 가지고 이 웨브부(7a) 및 플랜지(7b)(7c)들에 의하여 좌우 및 아래쪽이 개방된 삽입공간(7d)을 갖는 브릿지부(7)로 이루어져 있다.

그리고, 상기한 바와 같이 이루어진 피스톤(5)은 구동축(3)에 이와 함께 회전가능하게 설치됨과 아울러, 경사운동이 가능하게 설치된 사판(8)의 가장자리가 브릿지부(7)의 삽입공간(7d)에 삽입됨으로써 이 사판(8)의 회전에 의해 전후이동된다.

사판(8)의 경사운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 플랜지들(7b)(7c)의 내면에는 대략 반구형으로 이루어진 슈우(9)가 삽입되어 사판(8)의 양면을 지지하고 있다.

또한, 피스톤(5)의 전후이동시 사판(8)의 회전저항에 따른 피스톤(5)의 회전운동을 제한하기 위하여 피스톤(5)에 회전방지구조가 형성된다.

이러한 종래 피스톤 회전방지구조로서, 미국 특허 제5,706,716호에 개시된 것이 알려져 있다. 이 피스톤 회전방지구조는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(5)은 브릿지부(7)의 웨브부(7a) 양쪽에 형성되는 돌기부(7e)를 가져, 실린 더 블록(4)에 형성된 실린더 보어(4a)에 삽입된다.

피스톤(5)이 사판(8)(도 1에 도시됨)의 회전에 따라 전후진할 때 사판(8)의 회전에 따른 회전저항을 피스톤(5)이 받아 회전하는 시점에서 실린더 보어(4a)의 내경 범위를 벗어나 크게 돌출된 돌기부(7e)들이 전방 하우징(4)의 내면에 접촉함으로써 피스톤(5)의 회전이 방지되도록 되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 피스톤 회전방지구조에 있어서는, 돌기부(7e)들이 실린더 보어(4a)의 내경(또는 피스톤의 외경) 범위를 벗어나 크게 돌출되어 있기 때문에 피스톤(5)의 크기 및 중량이 증대될 뿐만 아니라, 전방 하우징(4)의 내경 및 외경이 증가되는 문제점을 가지고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 피스톤의 크기 및 중량을 줄일 수 있고, 이에 따라 압축기의 전체 외경을 감소시킬 수 있는 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조는, 피스톤 헤드부와; 상기 피스톤 헤드부의 배면에 형성되는 내측 플랜지, 상기 내측 플랜지의 상단으로부터 피스톤 헤드부의 축방향으로 연장되는 웨브부 및 상기 내측 플랜지와 대향하도록 상기 웨브부의 끝단으로부터 아래로 굴곡되는 외향 플랜지를 가진 브릿지부를 구비하여 사판의 회전에 의해 전방 하우징의 내부와 실린더 블록의 보어에서 전후진되는 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤의 회전을 제한하기 위 한 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조로서, 상기 피스톤의 피스톤 헤드부와 실린더 보어는 그 단면이 진원형으로 이루어지며, 실린더 블록 후방측의 전방 하우징은 그 내경이 실린더 보어의 안쪽으로 단차지게 형성되는 한편, 전방 하우징과 대응되는 피스톤 브릿지부의 웨브부의 양측에는 피스톤 헤드부를 벗어나지 않는 범위에서 전방 하우징의 내경을 따라 접촉부가 각각 돌출 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

< 실시예 1 >

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 사판식 압축기의 개략적인 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤의 외관 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤의 설치 상태를 도시한 전방 실린더의 요부 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조가 적용된 피스톤의 설치 상태를 보인 측면도이다.

도 4에서 보이는 바와 같이, 참조 부호 10은 압축기이며, 20은 압축기 하우징이고, 30은 압축기 하우징(20)에 회전 가능하게 설치되는 구동축이며, 40은 압축기 하우징(20)의 뒤쪽에 결합되며 내부에 피스톤(50)이 직선 왕복운동 가능하게 삽입되는 실린더 보어(41)가 구비된 실린더 블록이다,

그리고, 도 5와 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤(50)은, 실린더 보어(41)(도 7에 도시됨) 내에서 전후진함으로써 실질적으로 냉매를 흡입 및 압축하는 피스 톤 헤드부(51)와, 피스톤 헤드부(51)의 상단부 후측으로 연장되어 아래로 굴곡됨으로써 웨브부(52) 및 외측 플랜지(53)를 가짐과 아울러 피스톤 헤드부(51) 배면에 상기 외측플랜지(53)와 대응하는 내측플랜지(54)(도 7에 도시됨)를 가지고 이 웨브부(52) 및 플랜지들(53)(54)에 의하여 좌우 및 아래쪽이 개방된 삽입공간(55)을 갖는 브릿지부(56)로 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 구동축(30)에는 이와 함께 회전가능하게 경사진 상태로 사판(60)이 축착된다. 도 7에서 보이는 바와 같이, 이 사판(60)의 가장자리는 피스톤(50)의 삽입공간(55)에 삽입 고정된다. 구동축(30)과 함께 사판(60)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 플랜지들(53)(54)의 내면에는 대략 반구형으로 이루어진 슈우(61)(62)가 각각 삽입되어 사판(60)의 양면을 지지하고 있다.

본 발명에 따르면, 사판(60)의 회전시 발생되는 회전저항으로 인하여 피스톤(50)이 회전운동하려는 것을 제한하기 위하여, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤 헤드부(51)와 실린더 보어(41)는 그 단면이 진원형으로 이루어지며, 전방 하우징(20)은 그 내경이 실린더 보어(41)의 안쪽으로 단차지게 형성되어 실린더 블록(40)과 단차지게 형성된다. 피스톤 브릿지부(56)를 정면에서 볼 때, 웨브부(52)의 곡률은 대략 전방 하우징(20)의 내면의 곡률과 동일하고, 웨브부(52)의 좌우 양측에는 피스톤 헤드부(51)를 벗어나지 않는 크기의 돌출부(57)가 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예 1에 의하면, 사판(60)(도 7에 도시됨)의 회전에 의해 피스톤(50)이 직선왕복운동할 때 피스톤(50)에 회전저항이 발생 되어 피스톤(50)이 회전되려 하는데, 이때, 브릿지부(56)의 웨브부(52) 및 돌출부(57)가 전방 하우징(20)의 내주면에 접촉되어 피스톤(50)은 회전되지 않는다.

< 실시예 2 >

도 8는 피스톤 회전방지구조의 실시예 2를 보이기 위한 전방 하우징의 단면도이다.

실시예 2는, 피스톤(50)과 전방 하우징(20)의 중심(O)이 동일하고, 이 중심(O)에서 피스톤 웨브부(52)까지의 반경(A)이 전방 하우징의 내경(B)보다 작게 구성된다.( A < B )

< 실시예 3 >

도 9는 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조의 실시예 3을 도시한 전방 하우징의 단면도이다.

실시예 3은, 전방 하우징(20)의 중심(O)의 좌우 양측으로 동일 거리 이격된 임의의 점을 피스톤 웨브부(52)의 중심(O1)(O2)으로 정하고, 이 중심(O1)(O2)에서 웨브부 양측의 접촉부(P1)(P2)까지의 거리(A)(A')를 전방 하우징(20)의 반경과 동일하게 하여 연장 형성한 곡면이 서로 교차되는 점을 웨브부(52)의 중앙점(P3)으로 설정함으로써, 상기 중앙점(P3)의 양측에 두 개의 접촉면(58)(59)이 형성되도록 한다.

실시예 3에 따르면, 피스톤(50)이 사판(60)의 회전력에 의한 회전저항으로 회전되려 할 때 제1접촉면(58)이 전방 하우징(20)의 내면에 접촉되어 피스톤(50)이 회전되지 않으며, 한편, 피스톤(50)이 반발모멘트에 의해 사판(60)과 반대로 회전되려는 경우, 피스톤(50)의 제2접촉면(59)이 전방 하우징(20)의 내면에 접촉되어 피스톤(50)이 회전되지 않는다.

< 실시예 4 >

도 10은 본 발명에 따른 피스톤 회전방지구조의 실시예 4를 도시한 전방 하우징의 단면도이다.

실시예 4는, 피스톤 웨브부(52)의 상면에 돌기(52a)가 형성되고, 이 돌기(52a)와 대응되는 전방 하우징(20)에는 돌기(52a)가 전후진 가능하면서 피스톤(50)의 회전시 빠지지 않을 크기의 홈(21)이 형성된다.

실시예 4에 따르면, 피스톤(50)이 회전저항에 의해 회전되려 할 때, 웨브부(52)의 돌기(52a)가 전방 하우징(20)의 홈(21)에 접촉되어 피스톤(50)은 더 이상 회전되지 않는다.

그리고, 피스톤(50)이 구동축(30)의 회전에 의한 반발모멘트에 의해 구동축(30)의 회전방향과 반대로 회전하려 할 때, 돌기(52a)의 좌측면이 홈(21)의 좌측에 접하여 피스톤(50)이 회전되지 않는다.

따라서, 종래에는 전방 하우징의 내면에 접하여 피스톤의 회전을 방지하는 구조물인 브릿지부의 돌출부가 피스톤을 벗어나는 크기로 이루어져야 하지만, 본 발명에 따르면, 피스톤 헤드부(51)와 실린더 보어(41)는 진원형으로 이루어지는데 반해, 전방 하우징(20)의 내경은 실린더 보어(41)의 내측으로 단차지게 형성되고, 피스톤 브릿지부(56)의 웨브부(52)는 피스톤 헤드부(51)를 벗어나지 않으면서 대략 전방 하우징(20)의 내면의 곡률을 따라 형성되어 피스톤(50)의 회전시 피스톤 브릿지부(56)의 웨브부(52)(실시예 4에서는 돌기(52a)) 상면이 전방 하우징(20)의 내면에 접촉되어 브릿지부(56)가 피스톤(50)을 벗어나지 않는다.

그리고, 피스톤 웨브부(52) 상면(실시예 4에서는 돌기(52a))과 전방 하우징(20)이 면접촉되어 마모와 소음이 작다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조에 의하며, 피스톤의 회전방지구조물이 피스톤의 크기를 벗어나지 않기 때문에 피스톤의 중량 및 크기가 줄어들어 피스톤의 제조원가를 낮출 수 있다.

그리고, 피스톤의 직선왕복운동시 마모와 소음이 작으므로 제품의 내구성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한, 피스톤의 구조에 따라 전방 하우징의 내경 및 외경을 감소할 수 있기 때문에 압축기의 전체 크기를 감소할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

피스톤 헤드부와; 상기 피스톤 헤드부의 배면에 형성되는 내측 플랜지, 상기 내측 플랜지의 상단으로부터 피스톤 헤드부의 축방향으로 연장되는 웨브부 및 상기 내측 플랜지와 대향하도록 상기 웨브부의 끝단으로부터 아래로 굴곡되는 외향 플랜지를 가진 브릿지부를 구비하여 사판의 회전에 의해 전방 하우징의 내부와 실린더 블록의 보어에서 전후진되는 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤의 회전을 제한하기 위한 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조로서,

상기 피스톤의 피스톤 헤드부와 실린더 보어는 그 단면이 진원형으로 이루어지며, 실린더 블록 후방측의 전방 하우징은 그 내경이 실린더 보어의 안쪽으로 단차지게 형성되는 한편, 전방 하우징과 대응되는 피스톤 브릿지부의 웨브부의 양측에는 피스톤 헤드부를 벗어나지 않는 범위에서 전방 하우징의 내경을 따라 접촉부가 각각 돌출 형성되며,

상기 피스톤 웨브부의 중심이 전방 하우징의 중심을 사이에 두고 좌우 양측에 편심되도록 하고, 각각의 중심에서 웨브부 양측의 접촉부까지의 거리와 전방 하우징의 반경이 동일하게 하여 상기 피스톤이 회전할 경우 피스톤 웨브부의 접촉부중 어느 하나의 접촉부와 전방 하우징이 면접촉되도록 구성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조.
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제 1 항에 있어서,

상기 피스톤 웨브부 상면에는 돌출부가 형성되고, 상기 전방 하우징에는 상기 돌출부와 대응되는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기의 피스톤 회전방지구조.